JPH02220386A - 遠赤外線ヒーター - Google Patents

遠赤外線ヒーター

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JPH02220386A
JPH02220386A JP4132589A JP4132589A JPH02220386A JP H02220386 A JPH02220386 A JP H02220386A JP 4132589 A JP4132589 A JP 4132589A JP 4132589 A JP4132589 A JP 4132589A JP H02220386 A JPH02220386 A JP H02220386A
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JP
Japan
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far
infrared
glass
ceramic
far infrared
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JP4132589A
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English (en)
Inventor
Akihiko Sakamoto
明彦 坂本
Takehiro Shibuya
武宏 渋谷
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は暖房機や加熱炉等に用いられる遠赤外線ヒータ
ーに関し、より具体的には熱源として各種の発熱体を使
用し、放射体としてガラスセラミック板を使用する遠赤
外線ヒーターに関するものである。
[従来の技術] 遠赤外線ヒーターは、人体、高分子、水等に吸収されて
熱に変換されやすい波長、すなわち4〜8μmの遠赤外
線を効率良く放射することによって周囲を暖房あるいは
加熱するものであり、これに用いる放射体には遠赤外線
放射率が高いこと、熱衝撃に強いこと、機械的強度が高
いこと等の特性が要求され、従来よりこの放射体として
主に遠赤外線放射セラミックや高効率赤外線放射セラミ
ックが用いられている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら遠赤外線放射セラミックや高効率赤外線放
射セラミックは、−船釣に遠赤外線放射率及び機械的強
度は高いが、熱膨張係数が50〜1(10Xl0−7/
’Cと大きいため熱衝撃に対して弱く割れやすいという
問題がある。さらにこれらのセラミックは、セラミック
粉体を焼結させて製造するので薄型広面積のものが得ら
れ難いという問題も有している。
本発明の目的は遠赤外線放射率及び機械的強度が高く、
熱衝撃に強いガラスセラミックを用いることによって先
記した要求特性を全て満足する遠赤外線ヒーターを提供
することである。
[問題点を解決するための手段] 本発明の遠赤外線ヒーターは、遠赤外線の放射体として
遠赤外線放射率が波長4〜8μmにおいて黒体の90%
以上、熱膨張係数が一20〜20XH−7/℃、曲げ強
度が1400kg/cm”以上のガラスセラミック板を
用いてなることを特徴とする。
また本発明においては、放射体の少なくとも片面に遠赤
外線放射率の高いセラミック層を被着することによって
先記したガラスセラミック板の遠赤外線放射率の低い波
長域においても高い遠赤外線放射率を有する放射体を得
ることができる。この場合、セラミック層は遠赤外線放
射率が高ければいずれも使用可能であり、例えばベリリ
ア、ジルコニア、チタニア、アルミナ、コージェライト
等が用いられ、溶射等によってガラスセラミック板に被
着する。
また遠赤外線の放射特性は放射体の温度に依存し、放射
体自体の温度が早く上がる程、又温度が高くなる程、放
射率は高くなる。従ってヒータースイッチを入れた後、
ガラスセラミックの温度を早く上げ、遠赤外線放射を早
く得られるように、本発明ではガラスセラミック放射体
の少なくとも片面に、熱伝導率の高い鉄等の金属、コー
ジェライト等のセラミックあるいはこれらの複合材料を
被着することができる。
さらに先記したように遠赤外線ヒーターは、熱源として
各種の発熱体を使用し、これを放射体の片面に接着ある
いは印刷するが、この場合°放射体と発熱体の熱膨張差
によって発熱体が放射体から剥離する恐れがあり、本発
明はこのような剥離の恐れのない遠赤外線ヒーターも提
供するものである。すなわち本発明は、ガラスセラミッ
ク板の片面に保持具を用いて発熱体が配設されてなる遠
赤外線ヒーターも含む、これは先記したようにガラスセ
ラミック板に発熱体を接着すると剥離が起こりやすいた
め、例えば保持具としてセラミック片を用い、これの一
部に接着材を塗布した後、発熱体の数箇所をセラミック
板に止めるように貼着したり、あるいはガラスセラミッ
ク板に保持具として数個のビンを埋め込み、そのピンに
発熱体を収り付けて保持することによってガラスセラミ
ック板に発熱体を一定間隔おいて配設できるため剥離の
問題が解消される。また本発明の遠赤外線ヒーターの一
形態は、耐熱性に優れ、低膨張の無機接着材によって2
枚のガラスセラミック板が貼着され、該ガラスセラミッ
ク板の間に発熱体が配設されてなるものである。この場
合に用いられる無機接着材は、発熱体が加熱した際に劣
化しないように耐熱性に優れてい°ると同時に2枚のガ
ラスセラミック板が加熱されても両者を強固に接着する
ために熱膨張係数がガラスセラミックのそれに近いこと
が必要であり、具体的には耐熱温度が800℃以上、熱
膨張係数が一20〜20XlO−7/’Cであることが
要求される。また発熱体は、発熱効率の良い物質であれ
ばいずれも使用でき、例えばニクロム鋼、ステンレス鋼
、セラミック等を線状あるいは薄片状に加工したものを
用いる。
[作用1 先記した構成からなる本発明の遠赤外線ヒータ−は、発
熱体によって加熱したガラスセラミック板表面から人体
、高分子、水等に吸収され、熱に変換されやすい波長の
遠赤外線が効率良く放射される。
またガラスセラミック板の少なくとも片面に遠赤外線効
率の高いセラミック層を被着することによってより広い
波長域において遠赤外線が効率良く放射され、またガラ
スセラミック板の少なくとも片面に熱伝導率の高い層を
被着することによって放射体がより迅速に加熱される。
さらに保持具を用いてガラスセラミック板に発熱体を取
り付けたり、あるいは2枚のガラスセラミック板の間に
発熱体を配設することによって発熱体のガラスセラミッ
ク板からの剥離の恐れを解消し、しかも2枚のガラスセ
ラミック板を用いた場合は、両面から同時に効率良く遠
赤外線が放射される。
[実施例] 以下本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例1 まず、重量百分率で5i02 64.9%、Al203
22.0%、LiO24,8%、Mlo 0.5%、P
2O51,2%、z「022.0%、TiO22,2%
、Na2O0,5%、に、o  O,4%、As2O3
1,5%からなるガラスになるようにガラス原料を調合
し、それを約1600℃で15時間溶融した後、所望の
形状に成形し、それを所定の昇温速度で約1100℃ま
で加熱処理することによって、遠赤外線放射率が波長4
〜8μmにおいて黒体の90%以上、熱膨張係数がll
Xl0−7/’C1曲げ強度が2000kg/cm”の
特性を有するガラスセラミックを作製した。
第1図はこのガラスセラミックの波長2〜10μmにお
ける遠赤外線放射率を示すグラフであり、ガラスセラミ
ックを厚さ2.5iuwに光学研磨した試料を赤外分光
放射強度測定装置を用いて黒体の放射率を1.0として
測定した。また熱膨張係数は石英押棒式の熱膨張計によ
って測定し、曲げ強度はガラスセラミックを50X 5
0X 5φm鳳の円柱状に成形して周知の三点荷重測定
法によって測定した。
次に、第2図になすようにガラスセラミック板lOから
なる板状成形物(200X 200X 2 +s+s)
の片面に保持具として長さ3I1mのピン11を11本
埋め込みニクロム鋼からなる発熱体!2を各ビンIIに
取り付け、ガラスセラミック板lOの下部に脚13を取
り付けて垂直に立てた遠赤外線ヒーターを作成した。
この遠赤外線ヒーターと一般のシーズヒータを用いて金
属板に塗布した市販のペンキを乾燥させたところ、シー
ズヒータでは乾燥するのに約15分かかり表面に多少シ
ワができたのに対し遠赤外線ヒーターの場合は、約10
分で乾燥し、又表面にシワが発生せず、良好な仕上がり
であった。
またこの遠赤外線ヒーターを450℃まで加熱し放冷す
ることをくり返しても損傷はなく、有用性が確認された
実施例2 第3図は実施例1のガラスセラミックの片面に遠赤外線
放射率及び熱伝導率の高いセラミック層(コージェライ
ト、 Fe2O3、CuOの焼結体)を溶射によって被
着し、これを実施例1と同様の方法によって測定した結
果を示すグラフである。実施例1に比べて実施例2のガ
ラスセラミックの方が全波長に亙って遠赤外線放射率が
高いことがわかる。
またこのセラミック層を被着したガラスセラミックにニ
クロム鋼を実施例1と同様の方法で固定して、遠赤外線
ヒーターとし、ペンキの乾燥を行ったところ、7分間で
乾燥し、より好ましい結果であった。
実施例3 第4図は本発明の遠赤外線ヒーターの一実施例であり、
14.14は実施例1と同様のガラスセラミック板、1
5は無機接着材、16は発熱体、17は脚を各々示す。
2枚のガラスセラミック板14.14の内面の外周付近
には無機接着材15が塗布され、これによって2枚のガ
ラスセラミック板14.14が強固に貼着されている。
またガラスセラミック板14.14の間には発熱体16
が配設され、ガラスセラミッり14.14の下部が脚1
7によって保持されて垂直に立てられている。無機接着
材11は、’5i02 68.2%、Al2O,21,
1%、LiO22,9%、Mg00.5%、Ca00゜
8%、Zn0 1.3%、TiO21,1%、K2O2
,6%、Aszos 1.5%からなる結晶性のガラス
であり、耐熱温度が1400℃、熱膨張係数がl0XI
O−7/”Cの特性を有し、また発熱体16はニクロム
鋼を線状に加工したものである。
以上の構成からなる遠赤外線ヒーターの金属発熱体12
に通電するとガラスセラミック板1O110が加熱され
、その表面から波長4〜8μmの赤外線が効率良く放射
され、2枚のガラスセラミック板10.10の両側で同
時に暖房あるいは加熱が行えた。
尚、無機接着材の耐熱温度は、接着された2枚のガラス
セラミック板が剥離する温度であり、また熱膨張係数は
熱膨張計によって測定した。
[発明の効果] 以上のように本発明の赤外線ヒーターは、放射体として
遠赤外線放射率及び機械的強度が高く、熱衝撃に強いガ
ラスセラミック板を使用するため、発熱体がガラスセラ
ミックを加熱すると遠赤外線が効率良く放射され、しか
も熱衝撃によって割れることがない。
またガラスセラミックの少なくとも片面に遠赤外線放射
率の高いセラミック層を被着することによってより広い
波長域において遠赤外線が効率良く放射され、ガラスセ
ラミック板の少なくとも片面に熱伝導率の高い層を被着
することによって放射率が迅速に加熱される。
さらに保持具を用いてガラスセラミック板に発熱体を取
り付けたり、2枚のガラスセラミック板の間に発熱体を
配設することによってガラスセラミック板と発熱体が自
由に収縮するので発熱体がガラスセラミック板から剥離
するという問題は解消され、しかも2枚のガラスセラミ
ック板を用いた場合は、両面から同時に効率良く遠赤外
線が放射される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1で用いたガラスセラミックの
波長2〜lOμ■における黒体を1.0とした場合の赤
外線放射率を示すグラフ、第2図は実施例1で用いたガ
ラスセラミック板にビンによって発熱体を保持した遠赤
外線ヒーターの斜視図、第3図は本発明の実施例2で用
いた片面にセラミック層を被着したガラスセラミックの
波長2〜lOμ−における黒体を1.0とした場合の赤
外線放射率を示すグラフ、第4図は本発明の実施例3の
遠赤外線ヒーターを一部破断した斜視図である。 第1図 10.14・・・ガラスセラミック板 11・・・保持
具12.16・・・発熱体       15・・・無
機接着材特許出願人 日本電気硝子株式会社 代表者 岸 1)清 作 波  長 (μm) 第 図 第 図 n 第 図 波 長 (μm) 手 続 補 正 書 (方式 %式% 2、発明の名称 遠赤外線ヒーター 3、補正をする者 事件との関係

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)遠赤外線の放射体として遠赤外線放射率が波長4
    〜8μmにおいて黒体の90%以上、熱膨張係数が−2
    0〜20×10^−^7/℃、曲げ強度が1400kg
    /cm^2以上のガラスセラミック板を用いてなること
    を特徴とする遠赤外線ヒーター。
  2. (2)遠赤外線放射率が波長4〜8μmにおいて黒体の
    90%以上、熱膨張係数が−20〜20×10^−^7
    /℃、曲げ強度が1400kg/cm^2以上のガラス
    セラミックからなる遠赤外線の放射体の少なくとも片面
    に遠赤外線放射率の高いセラミック層を被着してなるこ
    とを特徴とする遠赤外線ヒーター。
  3. (3)遠赤外線放射率が波長4〜8μmにおいて黒体の
    90%以上、熱膨張係数が−20〜20×10^−^7
    /℃、曲げ強度が1400kg/cm^2以上のガラス
    セラミックからなる遠赤外線の放射体の少なくとも片面
    に熱伝導率の高い金属層、セラミック層あるいはこれら
    の複合材料層を被着してなることを特徴とする遠赤外線
    ヒーター。
  4. (4)ガラスセラミック板の片面に保護具を用いて発熱
    体が配設されてなることを特徴とする遠赤外線ヒーター
  5. (5)耐熱性に優れ、低熱膨張の無機接着材によつて2
    枚のガラスセラミック板が貼着され、該ガラスセラミッ
    ク板の間に発熱体が配設されてなることを特徴とする遠
    赤外線ヒーター。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0668960A (ja) * 1992-08-19 1994-03-11 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd ヒーター

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5142142A (ja) * 1974-10-05 1976-04-09 Tdk Electronics Co Ltd Hatsunetsutai
JPS5650079A (en) * 1979-09-29 1981-05-07 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Far infrared ray heater
JPS63252378A (ja) * 1987-02-21 1988-10-19 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ 薄膜加熱素子

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